G - Physics – 01 – R
Patent
G - Physics
01
R
G01R 19/25 (2006.01) G01R 15/18 (2006.01) G01R 21/133 (2006.01) G01R 23/16 (2006.01)
Patent
CA 2148961
An interface circuit (10) for use with electronic metering equipment (E) to provide a linear output response to an AC or analog input. An air core transformer (12) has a first coil or winding (12a) connected to a load (L). An AC current ILOAD is produced by the load and is coupled to a secondary coil or winding (12b) of the transformer. The transformer has an air core rather than a ferromagnetic core so to have no saturable core. Because no load is drawn by transformer coil, the voltage across a terminal of the coil equals the EMF induced in the coil The EMF, in turn, equals the mutual inductance of the coils multiplied by the rate of change of magnetic flux linkages over time. The output from the transformer is applied as an input to an operational-amplifier (16) which has a high input impedance. Further, the amplifier is a low drift amplifier which performs a linear amplification of the input signal provided thereto. In certain embodiments, a pair of similar amplifiers are used and the secondary winding of the transformer is a tapped winding so to accommodate both a low range and a separate high range of inputs. The output from the operational amplifier is supplied to an analog-to-digital converter (18) so a digital output is supplied to the metering equipment. If the tapped coil, dual amplifier arrangement is used, the resolution requirements of the converter are lower than if the single amplifier circuit configuration is used. Use of the interface circuit eliminates the DC component of the sensed voltage and provides a linear response for the metered AC input to the measuring equipment.
L'invention est un circuit d'interface (10) utilisé avec un appareil de mesure électronique (E) pour produire un signal de sortie linéaire en réponse à l'introduction d'un signal alternatif ou analogique. L'enroulement primaire (12a) d'un transformateur à noyau d'air (12) est connecté à une charge L. Un courant alternatif ILOAD est produit par la charge et est transmis à l'enroulement secondaire (12b) du transformateur. Celui-ci utilise un noyau d'air plutôt qu'un noyau ferromagnétique et son noyau est par conséquent non saturable. Étant donné que le courant est nul dans l'enroulement du transformateur, la tension aux bornes de l'enroulement est égale à la force électromotrice induite dans l'enroulement. Cette force électromotrice est égale à l'inductance mutuelle des enroulements multipliée par le taux de variation du flux magnétique avec le temps. Le signal de sortie du transformateur est appliqué à un amplificateur opérationnel (16) à impédance d'entrée élevée. On utilise un amplificateur à faible dérive qui produit une amplification linéaire de son signal d'entrée. Dans certaines concrétisations de l'invention, une paire d'amplificateurs identiques est utilisée et l'enroulement secondaire du transformateur est doté d'une prise permettant de recevoir une gamme de tensions basses et une gamme de tensions élevées. Le signal de sortie de l'amplificateur opérationnel est transmis à un convertisseur analogique-numérique (18) et l'appareil de mesure reçoit un signal numérique par conséquent. Si le montage à deux amplificateurs avec enroulement à prise est utilisé, la résolution requise du convertisseur est moins grande qu'avec le montage à amplificateur unique. Le circuit d'interface de l'invention élimine la composante continue de la tension détectée et produit une réponse linéaire quand le signal alternatif à mesurer est appliqué à l'appareil de mesure.
Mak Sioe T.
Ramey Brian C.
Borden Ladner Gervais Llp
Distribution Control Systems Inc.
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-1682151